Fizică 2017

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2017 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. A. MECANICĂ Simulare Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 10 m/s . 2 I. Pentru itemii 1-5 scrieți pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Dacă un corp urcă de-a lungul suprafeței unui plan înclinat, cu viteză constantă, atunci: a. energia potențială gravitațională creşte în timp; b. energia cinetică a corpului scade în timp; c. energia cinetică a corpului crește în timp; d. energia mecanică a corpului scade în timp. (3p) 2. Asupra unui corp acționează o forță F care efectuează un lucru mecanic L într-un timp ∆t . Puterea mecanică a motorului este: L F a. P = b. P = L ⋅ ∆t c. P = F ⋅ ∆t d. P = (3p) ∆t ∆t 3. Simbolurile mărimilor fizice și ale unităților de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii µ mg ⋅ cos α este: a. W b. J c. N d. kg (3p) 4. Unul dintre capetele unui resort, de masă neglijabilă şi de constantă elastică k = 250 N/m , este fixat de tavan. Asupra capătului liber al resortului se acţionează cu o forţă F = 5 N , orientată vertical în jos. Întregul sistem se află în repaus. Alungirea resortului are valoarea: a. 5 cm b. 2 cm c. 0,5 cm d. 0,2 cm (3p) 5. Un corp care pornește din repaus se deplasează rectiliniu. Accelerația corpului variază în funcție de timp conform graficului din figura alăturată. Viteza corpului la momentul t = 4 s are valoarea: a. 12 m/s b. 7 m/s c. 4 m/s d. 3 m/s (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Două corpuri, de mase m1 = 1kg și m2 = 2kg, sunt legate prin intermediul unui fir inextensibil, de masă neglijabilă. Sistemul mecanic astfel format este așezat pe o suprafață orizontală. Asupra corpului de masă m1 se acționează cu o forță F , orientată orizontal, ca în figura alăturată. Coeficientul de frecare dintre corpuri și suprafața planului orizontal este µ = 0,2 . Accelerația corpurilor este a = 0,5 m/s 2 . a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra corpului de masă m2 . b. Calculați valoarea forței de frecare dintre corpul de masă m2 și suprafața orizontală. c. Determinați valoarea tensiunii din firul care leagă cele două corpuri. d. Determinați valoarea forței F . III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un corp de masă m = 0,2 kg este lăsat să alunece liber, din punctul A, situat la înălțimea h = 0,45 m față de suprafața orizontală BD, ca în figura alăturată. Pe porțiunile AB și BC frecările sunt neglijabile. Se cunoaște lungimea porțiunii BC, d1 = 3 m . Când ajunge în punctul C, corpul pătrunde pe porțiunea CD, de lungime d 2 = 1m , de-a lungul căreia coeficientul de frecare dintre corp și suprafață este µ = 0,4 . Determinați: a. energia potenţială gravitaţională a corpului atunci când acesta se află în punctul A; b. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului din momentul în care acesta a fost lăsat liber și până în momentul în care ajunge în punctul C; c. intervalul de timp în care corpul parcurge porțiunea BC; d. viteza corpului la trecerea prin punctul D. Probă scrisă la Fizică 1 A. Mecanică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2017 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Simulare J Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,02 ⋅ 10 23 mol −1 , constanta gazelor ideale R = 8,31 . Între mol ⋅ K parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p ⋅ V = νRT . I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a cantităţii de substanţă este: kg mol a. kg b. mol c. d. (3p) mol kg 2. Dintre mărimile fizice de mai jos mărime fizică de proces este: a. presiunea b. temperatura c. energia internă d. lucrul mecanic (3p) 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relaţia prin care este definită capacitatea calorică este: Q Q Q Q a. C = b. C = c. C = d. C = (3p) ν ∆T m∆T ∆T T 4. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa presiunii unui gaz de volumul acestuia, în cursul unui proces în care cantitatea de gaz rămâne constantă. Lucrul mecanic efectuat de gaz în acest proces este egal cu: a. 100J b. 200J c. 300J d. 600J (3p) 5. O masă de gaz ideal aflată la volum constant absoarbe căldura Q = 100 J . Variaţia energiei interne a gazului în cursul acestui proces este: a. ∆U = 100 J b. ∆U = 50 J c. ∆U = 0 d. ∆U = −100 J (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) Un balon de sticlă conţine N = 12,04 ⋅ 10 molecule de argon ( µ = 40 g/mol ). Căldura molară la volum 20 constant a argonului este CV = 1,5R . La temperatura t1 = 27°C presiunea argonului din balon este p1 = 0,75 ⋅ 10 5 Pa . Se neglijează capacitatea calorică a balonului şi modificarea dimensiunilor acestuia cu temperatura. Determinaţi: a. masa de argon din balon; b. volumul balonului; c. presiunea p2 atinsă de gaz dacă temperatura gazului devine T2 = 400 K ; d. căldura primită de gaz în procesul de încălzire. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O cantitate constantă de gaz C p = 3R ( ) efectuează succesiunea de transformări reprezentate în figura alăturată în coordonate p − V . În procesul (1) → (2) temperatura gazului rămâne constantă. Se cunosc p1 = 8 ⋅ 105 Pa , V1 = 1dm3 , V2 = 4V1 , T3 = 0,5T1 şi ln 2 ≅ 0,7 , determinaţi: a. valoarea lucrul mecanic efectuat de gaz în procesul (1) → (2) b. valoarea energiei interne a gazului în starea (2); c. presiunea minimă atinsă de gaz în decursul transformărilor; d. căldura schimbată de gaz cu mediul exterior în transformarea (3) → ( 4) . Probă scrisă la Fizică 2 B. Elemente de termodinamică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2017 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Simulare I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Unitatea de măsură a sarcinii electrice în S.I. este: a. V b. J c. A d. C (3p) 2. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, dependenţa de temperatură a rezistivităţii electrice a unui conductor metalic este dată de relaţia: ρ0 ρ0 a. ρ = b. ρ = ρ0 (1 + α t ) c. ρ = ρ 0 (α + t ) d. ρ = (3p) α +t 1+ α t 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relaţia prin care este definită intensitatea curentului electric este: ∆q U R R a. I = b. I = c. I = d. I = (3p) ∆t P U P 4. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa intensităţii curentului electric printr-un rezistor de tensiunea electrică aplicată la capetele rezistorului. Puterea electrică disipată pe rezistor când acesta este parcurs de un curent electric cu intensitatea I = 2A este: a. 20W b. 30W c. 40W d. 60W (3p) 5. Doi rezistori cu rezistenţele electrice R1 = 45 Ω şi R2 = 90 Ω sunt legaţi în paralel. Rezistenţa electrică a grupării formate este: a. 0,03 Ω b. 30 Ω c. 67 Ω d. 135 Ω (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O baterie este formată prin legarea în paralel a două generatoare identice având fiecare tensiunea electromotoare E = 100 V şi rezistenţa interioară r = 4 Ω . La bornele bateriei este conectat un fir conductor cu rezistenţa electrică R = 498 Ω . Conductorul are diametrul secţiunii transversale d = 0,2 mm, iar rezistivitatea electrică a materialului din care este confecţionat are valoarea ρ = 6,28 ⋅ 10 -6 Ωm . a. Desenaţi schema electrică şi precizaţi numărul de noduri şi de laturi ale circuitului. b. Calculaţi tensiunea electromotoare şi rezistenţa interioară a bateriei. c. Determinaţi lungimea conductorului. d. Calculaţi tensiunea la bornele bateriei. III. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O baterie cu tensiunea electromotoare E = 60 V şi rezistenţa interioară r = 6 Ω alimentează un circuit format din doi consumatori cu rezistenţele electrice R1 = 4 Ω şi R2 = 5 Ω , ca în figura alăturată. Ampermetrul montat în circuit este ideal (R A ≅ 0 Ω ) . Calculaţi: a. intensitatea curentului indicat de ampermetru când întrerupătorul K este deschis; b. energia dezvoltată de rezistorul R1 în ∆t = 1 min , când întrerupătorul K este deschis; c. intensitatea curentului indicat de ampermetru când întrerupătorul este K închis; d. randamentul circuitului când întrerupătorul K este închis. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului  Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat național 2017 Proba E. d) Fizică Filiera tehnologică – profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului • Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ • Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. D. OPTICĂ Simulare −34 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 ⋅ 10 m/s , constanta Planck h = 6,6 ⋅ 10 J ⋅ s . 8 I. Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. (15 puncte) 1. Imaginea unui obiect real într-o oglindă plană este: a. reală, dreaptă b. virtuală, dreaptă c. reală, răsturnată d. virtuală, răsturnată (3p) 2. O lentilă are distanța focală f . Lentila formează imaginea clară a unui obiect pe un ecran așezat la distanța x 2 față de lentilă. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, semnificația fizică a expresiei 1 − x 2 ⋅ f −1 este: a. x1 b. x 1−1 c. β d. β −1 (3p) 3. Unitatea de măsură a mărimii fizice egale cu inversul frecvenței ν −1 este: ( ) a. m ⋅ s-1 b. m -1 c. s -1 d. s (3p) 4. Două lentile identice formează un sistem centrat, astfel încât orice fascicul paralel de lumină care intră în sistem iese tot paralel din acesta. Distanța dintre lentile este d = 40 cm . Distanța focală a unei lentile este: a. 10 cm b. 20 cm c. 30cm d. 40 cm (3p) 5. Energia cinetică maximă a electronilor extrași prin efect fotoelectric extern depinde de frecvența radiației incidente conform graficului din figura alăturată. În aceste condiții, energia unui foton din radiația incidentă care extrage electroni cu energia cinetică maximă de 1,32 ⋅ 10 −19 J are valoarea: a. 1,32 ⋅ 10 −19 J b. 5,28 ⋅ 10 −19 J c. 6,60 ⋅ 10 −19 J d. 7,92 ⋅ 10 −18 J (3p) II. Rezolvaţi următoarea problemă: (15 puncte) O lentilă subțire L1 are convergen...